Τα βαρυτικά κύματα για την ανίχνευση του πληθωρισμού‏

στις

Μια καινούρια απόπειρα για να πραγματοποιήσουν τη «μεγαλύτερη επιστημονική ανακάλυψη του 21ου αιώνα», και έτσι να επιβεβαιώσουν την επικρατούσα θεωρία της κοσμολογίας για την εξέλιξη του σύμπαντος, θα ξεκινήσουν τον επόμενο Νοέμβριο με το πείραμα BICEP3 επιστήμονες από το Κέντρο Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν των ΗΠΑ.

to-tileskopio-bicep2Το πείραμα BICEP2, η προηγούμενη απόπειρα ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων από το αρχέγονο σύμπαν, προκάλεσε πάταγο τον Μάρτιο του 2014, όταν οι επικεφαλής του πειράματος ανακοίνωσαν πως είχαν καταφέρει να βρουν αποδείξεις για την «εποχή του πληθωρισμού», αποδείξεις που τον επόμενο Φεβρουάριο παραδέχθηκαν πως δεν ίσχυαν.

Οι ερευνητές θα επιχειρήσουν να επιβεβαιώσουν πειραματικά την «εποχή του πληθωρισμού», δηλαδή την υπόθεση ότι το σύμπαν γνώρισε μια περίοδο βίαιης και απότομης διαστολής όταν ήταν «νεογέννητο», στην οποία χρωστά την ομοιομορφία και την ομοιογένειά του.

Αν η «εποχή του πληθωρισμού» όντως υπήρξε, τότε θα πρέπει να προκάλεσε τη δημιουργία βαρυτικών κυμάτων, «ρυτιδώσεων» που παραμόρφωσαν τον χωρόχρονο. Για να ανιχνεύσει αυτές τις «ρυτιδώσεις», η ομάδα του BICEP3 θα βάλει στο «μικροσκόπιο» τη μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB), δηλαδή το υπόλειμμα της ακτινοβολίας που εξέπεμπε το σύμπαν περίπου 380.000 χρόνια μετά τη δημιουργία του.

Κι αυτό γιατί, μελετώντας αυτή την «ηχώ» της Μεγάλης Έκρηξης, οι επιστήμονες ελπίζουν πως θα μπορέσουν να εντοπίσουν τα «αποτυπώματα» που της άφησαν τα βαρυτικά κύματα από το αρχέγονο σύμπαν και την περίοδο της βίαιης διαστολής του.

Η ομάδα του BICEP3 ελπίζει πως το πείραμα θα έχει καλύτερη τύχη από το BICEP2, την προηγούμενη απόπειρα ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων από το αρχέγονο σύμπαν που προκάλεσε πάταγο τον Μάρτιο του 2014, όταν οι επικεφαλής του πειράματος ανακοίνωσαν πως είχαν καταφέρει να βρουν αποδείξεις για την «εποχή του πληθωρισμού».

Αποδείξεις που τον επόμενο Φεβρουάριο παραδέχθηκαν πως δεν ίσχυαν, αφού τα «αποτυπώματα» που είχαν εντοπίσει, δηλαδή η πόλωση στην ακτινοβολία υποβάθρου, θα μπορούσαν να προέρχονται αποκλειστικά από διαστρική σκόνη, και όχι από αρχέγονα βαρυτικά κύματα.

Η αισιοδοξία για την έκβαση του νέου πειράματος οφείλεται στο γεγονός ότι θα επιστρατευθεί αναβαθμισμένος εξοπλισμός. Έτσι, το τηλεσκόπιο στον Νότιο Πόλο που θα χρησιμοποιηθεί έχει αποκτήσει καινούρια κάμερα ανάλυσης 1280 pixel, σε αντίθεση με τα 265 pixel που ήταν η ευκρίνειά της στο BICEP2. Επίσης, η κάμερα «βλέπει» σε διαφορετικό μήκος κύματος της μικροκυματικής ακτινοβολίας απ’ ό,τι στο BICEP2.

Ακόμη καλύτερα, τα δεδομένα θα συνδυάζονται με μετρήσεις από τα τηλεσκόπια Keck Array, επίσης στον Νότιο Πόλο. Έτσι, θα καλύπτεται μεγαλύτερο φάσμα ακτινοβολίας, ώστε να μπορεί να διαχωρισθεί το «αποτύπωμα» των βαρυτικών κυμάτων από αυτό της διαστρικής σκόνης.

Εξάλλου, ο τύπος των σημάτων που εντόπισε το BICEP2 δείχνει πως από τη διαστρική σκόνη πολώνει την ακτινοβολία υποβάθρου περισσότερο σε συγκεκριμένα μήκη κύματος. Επομένως, η πόλωση από τα βαρυτικά κύματα θα μπορούσε κάλλιστα να είναι πιο ευδιάκριτη σε μήκη κύματος όπου η σκόνη έχει μικρότερη επίδραση.

Γι’ αυτό και, μελετώντας σε ένα μεγάλο φασματικό εύρος, οι επιστήμονες ελπίζουν πως θα μπορέσουν να «χαρτογραφήσουν» με ακρίβεια τη συμπεριφορά της σκόνης. Αν τα καταφέρουν, τότε ίσως αφαιρώντας την απομείνουν σήματα τα οποία να «προδίδουν» όντως την ύπαρξη των αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων.

«Όσο περισσότερα μήκη κύματος εξετάζεις, τόσο καλύτερα μπορείς να απομονώσεις τα σήματα από τη σκόνη», λέει χαρακτηριστικά στο σάιτ Symmetrymagazine.org ο Ζίσαν Άχμεντ από το Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών SLAC, ο οποίος επέβλεψε την κατασκευή του εξοπλισμού του BICEP3. «Η ιδέα ήταν να δεκαπλασιάσουμε τη διακριτική ικανότητα του πειράματος».

Πηγή

Advertisements